邊坡混凝土配重式滑膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工

劉生

摘要：本文以安陽(yáng)縣雙泉水庫(kù)溢洪道工程為例，介紹了配重式滑膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法、經(jīng)濟(jì)效益及應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：邊坡混凝土 配重式滑膜 經(jīng)濟(jì)效益 設(shè)計(jì)與施工

雙泉水庫(kù)建于1958年，位于海河流域洹河支流粉紅河上，是一個(gè)集防洪、灌溉、養(yǎng)殖等功能于一體的綜合性水庫(kù)，對(duì)促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展意義重大。水庫(kù)樞紐工程主要由大壩、溢洪道、輸水洞、泄洪洞四部分組成。溢洪道位于大壩左端150m處，全長(zhǎng)650m，兩岸邊坡混凝土面板結(jié)構(gòu)的比例為1：1，面板的寬度為10m，厚度為30cm。溢洪道剖面結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖1。

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邊坡現(xiàn)澆鋼筋混凝土的模板體系可以采取竹膠板和配重式滑膜。但竹膠板支護(hù)體系首先需要大量模板及方木，費(fèi)用會(huì)大大提高，同時(shí)采用竹膠板支護(hù)每幅面板不能一次性支護(hù)到位，影響工程施工進(jìn)度。基于經(jīng)濟(jì)技術(shù)和合同工期的綜合考慮，施工人員在進(jìn)行工程施工時(shí)，選用了配重式滑膜支護(hù)施工方案，有效地降低了施工成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

1 配重式滑膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 荷載

表1 施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值統(tǒng)計(jì)表

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根據(jù)荷載擬定計(jì)算模式，滑膜面板按四邊固端單向板進(jìn)行計(jì)算，橫梁采用雙桁架結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)滑膜采用無(wú)軌道滑膜，即滑膜模體在側(cè)模頂面上滑動(dòng)，不再另設(shè)軌道，側(cè)模板為多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。

1.2 面板 混凝土面板寬度為10m，面板設(shè)置尺寸為10500mm×1230mm，厚度采用5mm厚A3鋼板，垂直于坡面方向上下游側(cè)采用2根【14b】槽鋼對(duì)焊形成空心方鋼主梁，面板在主梁外側(cè)上游30mm形成300翻邊。面板中部采用【10】槽鋼和∟70×4角鋼形成次梁和加勁肋，面板與桁架之間采用12點(diǎn)支撐螺栓連接。面板結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖2。

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1.3 桁架 滑膜主梁采用平行弦桁架結(jié)構(gòu)，共2榀，通過(guò)連接桿形成矩形，尺寸為800mm×1200mm。桁架分4段，單段長(zhǎng)度2500mm，每段連接部位采用鋼板螺栓連接。單榀桁架上下弦桿采用2根【12.6】槽鋼形成空心方鋼，腹桿使用φ70×4mm鋼管。桁架結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3。

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1.4 滑膜配重 滑膜的配重選用φ25的鋼筋，配重構(gòu)建按施工過(guò)程中人員和設(shè)備重量進(jìn)行調(diào)整。每平米3kN，配重構(gòu)建放置在桁架內(nèi)側(cè)。

1.5 側(cè)模 側(cè)模采用300×85×7.5mm槽鋼，需兩根焊接而成，長(zhǎng)度大于15m，采用φ25鋼筋及配件在邊坡上固定槽鋼，使側(cè)模整體穩(wěn)定。

1.6 牽引系統(tǒng) 滑膜牽引力：T=（Gsina+fGcosa+tS）K （kN）

式中T——滑膜牽引力，kN；G——滑膜自重加配重，（1.8+2.16）×10.5×1.23=51.14kN；a——面板與水平面的夾角450；f——滑膜與側(cè)模板頂面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，鋼對(duì)鋼的摩擦系數(shù)一般為0.15；t——滑膜面板與新澆筑混凝土之間的黏結(jié)力，一般取1kPa；S——滑膜與新澆混凝土接觸的表面積，每幅面板寬10m，滑膜寬度（滑行方向）有效值1.2m，取12m2；K——牽引力安全系數(shù)取1.5-2，本工程取0.15。

T=（51.14×sin45°+0.15×51.14×cos45°+2×12）×1.8（kN）=98.36kN。

經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，選用兩臺(tái)5T卷?yè)P(yáng)機(jī)，動(dòng)滑輪換向。用兩個(gè)倒順開(kāi)關(guān)分別控制兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，一個(gè)總開(kāi)關(guān)控制兩個(gè)倒順開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)的同步或異步運(yùn)行，且能滿(mǎn)足力學(xué)安全要求。在溢洪道壩坡頂部預(yù)埋構(gòu)件，固定卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑輪。牽引方向盡量與坡面方向平行。

1.7 收面架 收面架位于桁架尾部，采用鋼木混合結(jié)構(gòu)。下部水平橫桿采用φ48×3.5mm鋼管，長(zhǎng)1500mm，間距1200mm，兩端焊接鋼板并焊孔。與桁架下部連接一端采用螺栓固定，懸挑一端采用φ14鋼筋連接后與桁架上部斜拉，形成三角形受力結(jié)構(gòu)。底部水平鋼管間隔布置6根50×100mm方木。

2 配重式滑膜施工

2.1 施工準(zhǔn)備 滑膜施工前先對(duì)各部件進(jìn)行檢查，調(diào)試，對(duì)各部位尺寸進(jìn)行復(fù)核，做到準(zhǔn)確無(wú)誤。

2.2 滑膜組裝及試滑 滑膜組裝施工順序?yàn)椋簻y(cè)量放線→側(cè)模安裝→桁架、模板組裝→牽引系統(tǒng)安裝→收面架安裝。測(cè)量員首先定出每塊面板的上下口方位、標(biāo)高，以確定側(cè)模安裝準(zhǔn)確，采用鋼筋、螺栓、卡扣固定。側(cè)模經(jīng)檢查穩(wěn)定后開(kāi)始在溢洪道底部安裝面膜、桁架，整體連接好后，吊車(chē)將拼裝好的面膜、桁架吊入側(cè)模上左右等距，接上鋼絲繩及卷?yè)P(yáng)機(jī)形成滑膜。初步安裝完后，將滑膜從底部向上進(jìn)行試滑，試滑過(guò)程中對(duì)各部件全面檢查，確?；そY(jié)構(gòu)安全，待滑膜整體穩(wěn)定后，澆筑砼，一定高度后，接上收面架。

2.3 施工過(guò)程

2.3.1 混凝土及人員設(shè)備、配重構(gòu)建配置。溢洪道混凝土標(biāo)號(hào)為C25抗凍F150，邊坡為（1：1）控制砼塌落度為3-5cm，利用吊車(chē)運(yùn)至澆筑倉(cāng)內(nèi)，保證了混凝土的運(yùn)輸質(zhì)量，每班倉(cāng)號(hào)配置10人（平整、振搗、抹面），再根據(jù)人員和設(shè)備配置配重構(gòu)建（φ25）情況。

2.3.2 滑膜砼澆筑過(guò)程

①澆筑次序。根據(jù)溢洪道邊坡形式，采用隔倉(cāng)澆筑法。即施工過(guò)程中分先澆塊與后澆塊，澆筑順序?yàn)?→2→3→4，見(jiàn)澆注分塊圖。先澆塊混凝土采用側(cè)模，滑膜固定在側(cè)模上；后澆塊滑膜則直接架設(shè)在澆注好的面板上，面采用螺栓固定。

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②下料順序。每塊面板寬10m，砼對(duì)稱(chēng)下料，先卸滑膜中部，然后向左，右兩側(cè)推進(jìn)，連續(xù)下料，保證砼整體質(zhì)量，并控制下料速度，嚴(yán)禁沖擊模板。

③砼振搗。施工人員選用φ50型插入式振搗器進(jìn)行振搗，有效地保證了其施工效率和質(zhì)量。在振搗時(shí)，要避免接觸滑膜面板，同時(shí)還要控制好振搗的速度以及振動(dòng)棒各插點(diǎn)間的間距，一般情況下插點(diǎn)間距不得超過(guò)振動(dòng)棒有效作用半徑的1.5倍。此外，在振搗時(shí)施工人員要注意棒體插入深度，不可超出棒長(zhǎng)的2/3-3/4，以免損壞機(jī)件。endprint

④滑升?；せ乃俣纫话憧刂圃?.1-1.2m/h，滑升過(guò)程中，開(kāi)始慢慢滑升，觀察出模砼的凝固情況，砼表面濕潤(rùn)，手指按壓砼有硬感，不粘手，表明滑升合適，則進(jìn)行正式滑升，滑升后的砼不會(huì)產(chǎn)生變形。脫模后的砼下坍或手指按壓很深，砼粘手，則表明滑升時(shí)間不合適，應(yīng)停止滑升，過(guò)一段時(shí)間再進(jìn)行。

滑出的砼及時(shí)進(jìn)行抹壓面和缺陷修補(bǔ)，保證砼表面光滑，防止出現(xiàn)裂縫。

3 滑膜施工的經(jīng)濟(jì)效益

3.1 采用普通模板施工，整個(gè)溢洪道支護(hù)面積為20000m2，每套模板按三次周轉(zhuǎn)，大概需要7000m2模板，常規(guī)1.22×2.44=2.98m2的模板按市場(chǎng)價(jià)100元計(jì)算，所需費(fèi)用大約23萬(wàn)元（且不含方木費(fèi)用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的鋼材按現(xiàn)在的市場(chǎng)價(jià)5000元/噸，加工兩套滑膜下來(lái)，所需費(fèi)用大約4萬(wàn)元。僅此模板一項(xiàng)節(jié)約費(fèi)用近20萬(wàn)元。

3.2 能夠連續(xù)澆筑混凝土，減少了常規(guī)模板施工時(shí)各層面之間的重復(fù)工作量，大大節(jié)約了勞動(dòng)力的投入。

3.3 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工表明，采用木模支護(hù)每天每次只能支護(hù)1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的邊坡上混凝土澆筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大約澆注10m，加快了工程施工進(jìn)度。

4 滑膜施工應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 滑膜安裝好后，應(yīng)同時(shí)安裝“安全卡”，以防止因鋼絲繩突然斷脫或其它原因下滑，確保施工安全。

4.2 為保證施工安全，提高施工質(zhì)量，施工人員必須嚴(yán)格控制混凝土坍落度和模體的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模體向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脫模強(qiáng)度在0.2-0.4MPa之間較為適宜。

4.3 澆注混凝土?xí)r，不得在倉(cāng)內(nèi)加水。一旦發(fā)現(xiàn)混凝土的和易性較差，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)振搗，以保證工程質(zhì)量。

4.4 必須保證混凝土入倉(cāng)的均衡性，在確保對(duì)稱(chēng)的前提下進(jìn)行澆注。同時(shí)，在向上滑行時(shí)兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)必須協(xié)調(diào)一致，配合得當(dāng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿樹(shù)林.錨噴混凝土邊坡防護(hù)施工質(zhì)量控制[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（10）.

[2]水利水電工程施工手冊(cè)（第3卷）[M].中國(guó)電力出版社，2005.

[3]袁偉力.高陡邊坡防護(hù)加固處理技術(shù)與應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ)， 2009（04）.endprint

④滑升。滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h，滑升過(guò)程中，開(kāi)始慢慢滑升，觀察出模砼的凝固情況，砼表面濕潤(rùn)，手指按壓砼有硬感，不粘手，表明滑升合適，則進(jìn)行正式滑升，滑升后的砼不會(huì)產(chǎn)生變形。脫模后的砼下坍或手指按壓很深，砼粘手，則表明滑升時(shí)間不合適，應(yīng)停止滑升，過(guò)一段時(shí)間再進(jìn)行。

滑出的砼及時(shí)進(jìn)行抹壓面和缺陷修補(bǔ)，保證砼表面光滑，防止出現(xiàn)裂縫。

3 滑膜施工的經(jīng)濟(jì)效益

3.1 采用普通模板施工，整個(gè)溢洪道支護(hù)面積為20000m2，每套模板按三次周轉(zhuǎn)，大概需要7000m2模板，常規(guī)1.22×2.44=2.98m2的模板按市場(chǎng)價(jià)100元計(jì)算，所需費(fèi)用大約23萬(wàn)元（且不含方木費(fèi)用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的鋼材按現(xiàn)在的市場(chǎng)價(jià)5000元/噸，加工兩套滑膜下來(lái)，所需費(fèi)用大約4萬(wàn)元。僅此模板一項(xiàng)節(jié)約費(fèi)用近20萬(wàn)元。

3.2 能夠連續(xù)澆筑混凝土，減少了常規(guī)模板施工時(shí)各層面之間的重復(fù)工作量，大大節(jié)約了勞動(dòng)力的投入。

3.3 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工表明，采用木模支護(hù)每天每次只能支護(hù)1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的邊坡上混凝土澆筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大約澆注10m，加快了工程施工進(jìn)度。

4 滑膜施工應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 滑膜安裝好后，應(yīng)同時(shí)安裝“安全卡”，以防止因鋼絲繩突然斷脫或其它原因下滑，確保施工安全。

4.2 為保證施工安全，提高施工質(zhì)量，施工人員必須嚴(yán)格控制混凝土坍落度和模體的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模體向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脫模強(qiáng)度在0.2-0.4MPa之間較為適宜。

4.3 澆注混凝土?xí)r，不得在倉(cāng)內(nèi)加水。一旦發(fā)現(xiàn)混凝土的和易性較差，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)振搗，以保證工程質(zhì)量。

4.4 必須保證混凝土入倉(cāng)的均衡性，在確保對(duì)稱(chēng)的前提下進(jìn)行澆注。同時(shí)，在向上滑行時(shí)兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)必須協(xié)調(diào)一致，配合得當(dāng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿樹(shù)林.錨噴混凝土邊坡防護(hù)施工質(zhì)量控制[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（10）.

[2]水利水電工程施工手冊(cè)（第3卷）[M].中國(guó)電力出版社，2005.

[3]袁偉力.高陡邊坡防護(hù)加固處理技術(shù)與應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ)， 2009（04）.endprint

④滑升?；せ乃俣纫话憧刂圃?.1-1.2m/h，滑升過(guò)程中，開(kāi)始慢慢滑升，觀察出模砼的凝固情況，砼表面濕潤(rùn)，手指按壓砼有硬感，不粘手，表明滑升合適，則進(jìn)行正式滑升，滑升后的砼不會(huì)產(chǎn)生變形。脫模后的砼下坍或手指按壓很深，砼粘手，則表明滑升時(shí)間不合適，應(yīng)停止滑升，過(guò)一段時(shí)間再進(jìn)行。

滑出的砼及時(shí)進(jìn)行抹壓面和缺陷修補(bǔ)，保證砼表面光滑，防止出現(xiàn)裂縫。

3 滑膜施工的經(jīng)濟(jì)效益

3.1 采用普通模板施工，整個(gè)溢洪道支護(hù)面積為20000m2，每套模板按三次周轉(zhuǎn)，大概需要7000m2模板，常規(guī)1.22×2.44=2.98m2的模板按市場(chǎng)價(jià)100元計(jì)算，所需費(fèi)用大約23萬(wàn)元（且不含方木費(fèi)用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的鋼材按現(xiàn)在的市場(chǎng)價(jià)5000元/噸，加工兩套滑膜下來(lái)，所需費(fèi)用大約4萬(wàn)元。僅此模板一項(xiàng)節(jié)約費(fèi)用近20萬(wàn)元。

3.2 能夠連續(xù)澆筑混凝土，減少了常規(guī)模板施工時(shí)各層面之間的重復(fù)工作量，大大節(jié)約了勞動(dòng)力的投入。

3.3 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工表明，采用木模支護(hù)每天每次只能支護(hù)1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的邊坡上混凝土澆筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大約澆注10m，加快了工程施工進(jìn)度。

4 滑膜施工應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 滑膜安裝好后，應(yīng)同時(shí)安裝“安全卡”，以防止因鋼絲繩突然斷脫或其它原因下滑，確保施工安全。

4.2 為保證施工安全，提高施工質(zhì)量，施工人員必須嚴(yán)格控制混凝土坍落度和模體的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模體向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脫模強(qiáng)度在0.2-0.4MPa之間較為適宜。

4.3 澆注混凝土?xí)r，不得在倉(cāng)內(nèi)加水。一旦發(fā)現(xiàn)混凝土的和易性較差，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)振搗，以保證工程質(zhì)量。

4.4 必須保證混凝土入倉(cāng)的均衡性，在確保對(duì)稱(chēng)的前提下進(jìn)行澆注。同時(shí)，在向上滑行時(shí)兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)必須協(xié)調(diào)一致，配合得當(dāng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿樹(shù)林.錨噴混凝土邊坡防護(hù)施工質(zhì)量控制[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（10）.

[2]水利水電工程施工手冊(cè)（第3卷）[M].中國(guó)電力出版社，2005.

[3]袁偉力.高陡邊坡防護(hù)加固處理技術(shù)與應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ)， 2009（04）.endprint